Organi osjetila. Kod insekata se razlikuju mehaničko osjetilo (dodir, vibracija), sluh, kemijsko (miris, okus). Živčani sustav i osjetilni organi kukaca Osjetilni organi kukaca

16.06.2019

Pročitajte također

Rodna karta - Ace of Diamonds

Tumačenje snova bombardiranje, zašto sanjati bombardiranje u snu vidjeti

Proricanje online besplatno

Tumačimo snove o rijeci i svemu što je s njom povezano

Što znači proricanje u snu?

Ždanova T. D.

Dolazak u dodir s raznolikim i energičnim aktivnostima svijeta insekata može biti nevjerojatno iskustvo. Čini se da ta stvorenja bezbrižno lete i plivaju, trče i puze, zuju i cvrkuću, grizu i nose. No, sve se to ne radi besciljno, već uglavnom s određenom namjerom, prema urođenom programu ugrađenom u njihovo tijelo i stečenom životnom iskustvu. Za percepciju okolnog svijeta, orijentaciju u njemu, provedbu svih svrsishodnih radnji i životnih procesa, životinje su obdarene vrlo složenim sustavima, prvenstveno živčanim i osjetilnim.

Što je zajedničko živčanom sustavu kralježnjaka i beskralježnjaka?

Živčani sustav je složen kompleks struktura i organa, koji se sastoji od živčanog tkiva, gdje je središnji dio mozak. Glavna strukturna i funkcionalna jedinica živčanog sustava je živčana stanica s procesima (na grčkom živčana stanica je neuron).

Živčani sustav i mozak insekata osiguravaju: percepciju uz pomoć osjetila vanjske i unutarnje iritacije (razdražljivost, osjetljivost); trenutna obrada sustavom analizatora dolaznih signala, priprema i provedba adekvatnog odgovora; pohranjivanje u memoriju u kodiranom obliku nasljednih i stečenih informacija, kao i njihovo trenutno preuzimanje po potrebi; upravljanje svim organima i sustavima tijela za njegovo funkcioniranje u cjelini, uravnotežujući ga s okolišem; provedba mentalnih procesa i više živčane aktivnosti, svrsishodno ponašanje.

Organizacija živčanog sustava i mozga kralježnjaka i beskralježnjaka toliko je različita da ih je na prvi pogled nemoguće usporediti. A u isto vrijeme, za najrazličitije vrste živčanog sustava, koji pripadaju, čini se, i potpuno "jednostavnim" i "složenim" organizmima, karakteristične su iste funkcije.

Vrlo maleni mozak muhe, pčele, leptira ili drugog kukca omogućuje mu da vidi i čuje, dodiruje i kuša, kreće se s velikom preciznošću, Štoviše- letjeti koristeći internu "kartu" na znatne udaljenosti, komunicirati jedni s drugima, pa čak i posjedovati vlastiti "jezik", učiti i primjenjivati se u nestandardne situacije logično mišljenje. Dakle, mozak mrava mnogo je manji od glave pribadače, ali se ovaj kukac dugo smatrao "mudracem". Kad se usporedi ne samo s njegovim mikroskopskim mozgom, već i s neshvatljivim mogućnostima jedne živčane stanice, čovjek bi se trebao sramiti svojih najsuvremenijih računala. A što znanost može reći o ovoj, na primjer, neurobiologiji, koja proučava procese rođenja, života i smrti mozga? Može li otkriti misterij vitalne aktivnosti mozga - ovaj najsloženiji i najtajnovitiji fenomen, poznat ljudima?

Prvo neurobiološko iskustvo pripada starorimskom liječniku Galenu. Prerezavši živčana vlakna kod svinje, uz pomoć kojih je mozak kontrolirao mišiće grkljana, životinji je oduzeo glas - ona je odmah utrnula. Bilo je to prije tisućljeća. Ali koliko je daleko znanost otišla od tada u svom poznavanju principa mozga? Ispada da unatoč golemom radu znanstvenika, čovjeku još uvijek nije poznat princip rada čak i jedne živčane stanice, takozvane "cigle" od koje je izgrađen mozak. Neuroznanstvenici puno razumiju o tome kako neuron "jede" i "pije"; kako dobiva energiju potrebnu za životnu aktivnost, probavljajući potrebne tvari izvučene iz okoliša u "biološkim kotlovima"; kako onda ovaj neuron svojim susjedima šalje široku paletu informacija u obliku signala, šifriranih ili u određenom nizu električnih impulsa, ili u raznim kombinacijama kemijske tvari. I što onda? Ovdje je živčana stanica primila specifičan signal, a u njezinim dubinama započela je jedinstvena aktivnost u suradnji s drugim stanicama koje tvore mozak životinje. Dolazi do pamćenja dolaznih informacija, izvlačenja potrebnih informacija iz memorije, donošenja odluka, davanja naredbi mišićima i raznim organima itd. Kako ide sve? Znanstvenici još ne znaju sa sigurnošću. Pa, budući da nije jasno kako funkcioniraju pojedine živčane stanice i njihovi kompleksi, nije jasan ni princip rada cijelog mozga, čak i tako malog kao kod kukca.

Rad osjetilnih organa i živih "uređaja"

Vitalnu aktivnost insekata prati obrada zvučnih, olfaktornih, vizualnih i drugih senzornih informacija - prostornih, geometrijskih, kvantitativnih. Jedan od mnogih tajanstvenih i zanimljive značajke kukci je njihova sposobnost da točno procijene situaciju koristeći vlastite "instrumente". Naše znanje o tim uređajima je ograničeno, iako se u prirodi široko koriste. To su determinante različitih fizičkih polja, koje omogućuju predviđanje potresa, vulkanskih erupcija, poplava, vremenskih promjena. To je osjećaj za vrijeme, koji se broji unutarnjim biološkim satom, i osjećaj za brzinu, i sposobnost navigacije i navigacije i još mnogo toga.

Svojstvo bilo kojeg organizma (mikroorganizama, biljaka, gljiva i životinja) da percipira podražaje koji proizlaze iz vanjskog okruženja i iz vlastitih organa i tkiva naziva se osjetljivost. Kukci, kao i druge životinje sa specijaliziranim živčanim sustavom, imaju živčane stanice visoke selektivnosti za različite podražaje - receptore. Mogu biti taktilne (osjetljive na dodir), temperaturne, svjetlosne, kemijske, vibracijske, mišićno-zglobne itd. Zahvaljujući svojim receptorima, kukci hvataju čitav niz okolišnih čimbenika - razne vibracije (široki raspon zvukova, energiju zračenja u obliku svjetlosti i topline), mehanički pritisak (na primjer, gravitaciju) i druge čimbenike. Receptorne stanice smještene su u tkivima ili pojedinačno ili sastavljene u sustave s formiranjem specijaliziranih osjetilnih organa – osjetilnih organa.

Svi insekti savršeno "razumiju" naznake svojih osjetilnih organa. Neki od njih, poput organa vida, sluha, mirisa, udaljeni su i sposobni su na daljinu uočiti iritaciju. Drugi, poput organa okusa i dodira, su u kontaktu i reagiraju na izloženost izravnim kontaktom.

Insekti u masi obdareni su izvrsnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se ponekad dodaju jednostavne oči, služe za prepoznavanje raznih predmeta. Neki insekti imaju vid u boji, prikladne uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ na koji druge životinje nalikuju. Istodobno, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, kreću se u prostoru, hvataju i emitiraju ultra zvučni valovi. Nježni njuh i okus omogućuju im da pronađu hranu. Različite žlijezde insekata luče tvari za privlačenje braće, seksualnih partnera, zastrašivanje suparnika i neprijatelja, a vrlo osjetljivi njuh u stanju je uhvatiti miris tih tvari čak i na nekoliko kilometara.

Mnogi u svojim idejama povezuju osjetilne organe insekata s glavom. No, pokazalo se da se strukture odgovorne za prikupljanje informacija o okolišu nalaze u kukcima u različitim dijelovima tijela. Mogu određivati temperaturu predmeta i kušati hranu nogama, detektirati prisutnost svjetlosti leđima, čuti koljenima, brkovima, repnim dodacima, dlačicama na tijelu itd.

Osjetilni organi kukaca dio su senzornih sustava – analizatora koji prodiru u mrežu gotovo cijelog organizma. Oni primaju mnogo različitih vanjskih i unutarnjih signala od receptora svojih osjetilnih organa, analiziraju ih, oblikuju i prenose "upute" raznim organima za provedbu odgovarajućih radnji. Osjetilni organi uglavnom čine dio receptora, koji se nalazi na periferiji (krajevima) analizatora. A vodljivi odjel tvore središnji neuroni i putovi iz receptora. Mozak ima određena područja za obradu informacija koje dolaze iz osjetila. Oni čine središnji, "mozak", dio analizatora. Zahvaljujući tako složenom i prikladnom sustavu, na primjer, vizualnom analizatoru, provodi se točan izračun i kontrola organa kretanja kukca.

Akumulirano je opsežno znanje o nevjerojatnim sposobnostima osjetilnih sustava kukaca, ali obim knjige dopušta mi da navedem samo neke od njih.

organa vida

Oči i sve najteže vizualni sustav- ovo je nevjerojatan dar, zahvaljujući kojem životinje mogu primiti osnovne informacije o svijetu oko sebe, brzo prepoznati različite predmete i procijeniti nastalu situaciju. Vid je neophodan kukcima u potrazi za hranom kako bi izbjegli grabežljivce, istraživali objekte od interesa ili okolinu, komunicirali s drugim jedinkama u reproduktivnom i društvenom ponašanju itd.

Insekti su opremljeni raznim očima. Mogu biti složene, jednostavne ili dodatne oči, kao i ličinke. Najsloženije su složene oči, koje se sastoje od velikog broja ommatidija koje tvore šesterokutne fasete na površini oka. Ommatidium je u biti sićušni vizualni aparat, opremljen minijaturnom lećom, sustavom za vođenje svjetla i elementima osjetljivim na svjetlost. Svaka faseta percipira samo mali dio predmeta, a zajedno daju mozaičnu sliku cijelog objekta. Složene oči, karakteristične za većinu odraslih insekata, nalaze se na stranama glave. Kod nekih insekata, na primjer, vretenca lovca, koji brzo reagira na kretanje plijena, oči zauzimaju polovicu glave. Svako njeno oko izgrađeno je od 28.000 faseta. Za usporedbu, leptiri ih imaju 17 000, a kućna muha 4 000. Oči na glavi kukaca mogu biti dvije ili tri na čelu ili tjemenu, a rjeđe na bočnim stranama. Ličinke ocelli u kornjašima, leptirima, himenoptera u odrasloj dobi zamjenjuju se složenim.

Zanimljivo je da kukci tijekom odmora ne mogu zatvoriti oči i stoga spavaju otvorenih očiju.

Upravo oči pridonose brzoj reakciji lovca na kukce, poput bogomoljke. Usput, ovo je jedini kukac koji se može okrenuti i pogledati iza sebe. Velike oči daju bogomoljci binokularni vid i omogućuju vam da točno izračunate udaljenost do objekta njihove pažnje. Ova sposobnost, u kombinaciji s brzim kretanjem prednjih nogu prema plijeni, čini bogomoljku izvrsnim lovcem.

A kod žutonogih kornjaša, koji trče po vodi, oči vam omogućuju da istovremeno vidite plijen i na površini vode i ispod nje. Da bi to učinili, vizualni analizatori bube imaju sposobnost ispravljanja indeksa loma vode.

Percepciju i analizu vizualnih podražaja provodi najsloženiji sustav - vizualni analizator. Za mnoge kukce, ovo je jedan od glavnih analizatora. Ovdje je primarna osjetljiva stanica fotoreceptor. A s njim su povezani putovi (očni živac) i druge živčane stanice koje se nalaze na različitim razinama živčanog sustava. Kod percepcije svjetlosnih informacija slijed događaja je sljedeći. Primljeni signali (svjetlosni kvanti) se trenutno kodiraju u obliku impulsa i prenose provodnim putovima do središnjeg živčanog sustava - do "moždanog" centra analizatora. Tamo se ti signali odmah dekodiraju (dekodiraju) u odgovarajuću vizualnu percepciju. Za njegovo prepoznavanje iz memorije se izvlače standardi vizualnih slika i druge potrebne informacije. A onda se šalje naredba raznim organima za adekvatan odgovor pojedinca na promjenu situacije.

Gdje se nalaze "uši" insekata?

Većina životinja i ljudi čuje svojim ušima, gdje zvukovi uzrokuju vibriranje bubnjića - snažno ili slabo, sporo ili brzo. Svaka promjena vibracije obavještava tijelo o prirodi zvuka koji se čuje. Kako kukci čuju? U mnogim slučajevima su i osebujne "uši", ali kod insekata su na mjestima neuobičajenim za nas: na brkovima - na primjer, kod muških komaraca, mrava, leptira; na repnim dodacima - u američkog žohara. Cvrčci i skakavci čuju potkoljenicama prednjih nogu, a skakavci trbuhom. Neki kukci nemaju "uši", odnosno nemaju posebne organe sluha. Ali oni su u stanju percipirati razne vibracije. zračno okruženje, uključujući zvučne vibracije i ultrazvučne valove koji su nedostupni našem uhu. Osjetljivi organi takvih insekata su tanke dlake ili najmanji osjetljivi štapići. Nalaze se u velikom broju na različitim dijelovima tijela i povezani su s živčanim stanicama. Dakle, kod dlakavih gusjenica "uši" su dlake, a kod golih gusjenica cijela koža tijela.

Zvučni val nastaje naizmjeničnim razrjeđivanjem i kondenzacijom zraka, koji se širi u svim smjerovima od izvora zvuka – bilo kojeg tijela koje oscilira. Zvučne valove percipira i obrađuje slušni analizator - najsloženiji sustav mehaničkih, receptorskih i živčanih struktura. Te vibracije slušni receptori pretvaraju u živčane impulse koji se putem slušnog živca prenose do središnjeg dijela analizatora. Rezultat je percepcija zvuka i analiza njegove jačine, visine i karaktera.

Slušni sustav insekata osigurava njihovu selektivnu reakciju na relativno visokofrekventne vibracije - oni percipiraju i najmanji podrhtavanje površine, zraka ili vode. Na primjer, insekti koji zuje proizvode zvučne valove brzim udarima krila. Takvu vibraciju zračnog okoliša, na primjer, škripu komaraca, mužjaci percipiraju svojim osjetljivim organima koji se nalaze na antenama. Tako hvataju zračne valove koji prate let ostalih komaraca i adekvatno reagiraju na primljene zvučne informacije. Slušni sustavi insekata su "namješteni" da percipiraju relativno slabe zvukove, pa glasni zvukovi negativno utječu na njih. Na primjer, bumbari, pčele, muhe nekih vrsta ne mogu se dići u zrak kada zvuku.

Raznovrsni, ali dobro definirani signalni pozivi mužjaka cvrčaka svake vrste igraju važnu ulogu u njihovom reproduktivnom ponašanju u udvaranju i privlačenju ženki. Cvrčak ima prekrasan alat za komunikaciju s prijateljem. Prilikom stvaranja nježnog trena, on trlja oštru stranu jedne elitre o površinu druge. A za percepciju zvuka, mužjak i ženka imaju posebno osjetljivu tanku kutikularnu membranu, koja igra ulogu bubnjića. Učinjeno je zanimljivo iskustvo kada je mužjak koji cvrkuće postavljen ispred mikrofona, a ženka smještena u drugu prostoriju blizu telefona. Kad se uključi mikrofon, ženka je, čuvši tipično cvrkut mužjaka, pojurila do izvora zvuka, telefona.

Organi za hvatanje i emitiranje ultrazvučnih valova

Moljci su opremljeni uređajem za detekciju šišmiša, koji koriste ultrazvučne valove za orijentaciju i lov. Predatori percipiraju signale frekvencije do 100.000 herca, a noćni leptiri i čipkarice, koje love, do 240.000 herca. U prsima, na primjer, leptira moljca, nalaze se posebni organi za akustičnu analizu ultrazvučnih signala. Omogućuju hvatanje ultrazvučnih impulsa lovačkih kožana na udaljenosti do 30 m. Kada leptir percipira signal od lokatora grabežljivca, aktiviraju se zaštitne radnje ponašanja. Čuvši ultrazvučne pozive noćnog miša na relativno velikoj udaljenosti, leptir naglo mijenja smjer leta, služeći se varljivim manevrom - "ronjenje". Istovremeno počinje izrađivati figure nauka o akrobatskom letenju- spirale i "mrtve petlje" za bijeg od potjere. A ako je grabežljivac na udaljenosti manjoj od 6 m, leptir sklapa krila i pada na tlo. A šišmiš ne otkriva nepomičnog kukca.

Ali nedavno se pokazalo da je odnos između moljaca i šišmiša još složeniji. Dakle, leptiri nekih vrsta, nakon što su otkrili signale šišmiša, sami počinju emitirati ultrazvučne impulse u obliku klikova. Štoviše, ti impulsi djeluju na grabežljivca na takav način da, kao da je uplašen, odleti. Samo se nagađa što uzrokuje da šišmiši prestanu loviti leptira i "bježe s bojišta". Vjerojatno su ultrazvučni klikovi prilagodljivi signali insekata, slični onima koje šalje sam šišmiš, samo što su mnogo jači. Očekujući da će čuti slabašan reflektirani zvuk iz vlastitog signala, progonitelj čuje zaglušujuću graju – kao da nadzvučni zrakoplov probija zvučnu barijeru.

Postavlja se pitanje zašto šišmiš nije omamljen vlastitim ultrazvučnim signalima, već leptirima. Pokazalo se da je šišmiš dobro zaštićen od vlastitog vriska-impulsa koji šalje lokator. Inače, tako snažan impuls, koji je 2000 puta jači od primljenih reflektiranih zvukova, može oglušiti miša. Kako se to ne bi dogodilo, njezino tijelo proizvodi i namjerno koristi poseban stremen. Prije slanja ultrazvučnog pulsa, poseban mišić povlači stremen od prozora pužnice unutarnjeg uha - vibracije se mehanički prekidaju. U biti, stremen također stvara klik, ali ne zvuk, nego protuzvučni. Nakon signalnog krika, odmah se vraća na svoje mjesto tako da je uho spremno primiti reflektirani signal. Teško je zamisliti kojom brzinom mišić može djelovati, isključujući sluh miša u trenutku poslanog impulsa-vika. Tijekom potjere za plijenom - to je 200-250 impulsa u sekundi!

A leptirovi škljocaji, opasni za šišmiša, čuju se točno u trenutku kada se lovac okrene na uho da opazi njegovu jeku. Dakle, kako bi zaprepaštenog grabežljivca uplašio, noćni leptir šalje signale koji su izuzetno usklađeni s njegovim lokatorom. Da bi to učinili, tijelo kukca je programirano da primi frekvenciju pulsa lovca koji se približava i šalje signal odgovora točno u skladu s njim.

Ovaj odnos između moljaca i šišmiša postavlja mnoga pitanja. Kako su kukci dobili sposobnost da percipiraju ultrazvučne signale šišmiša i odmah razumiju opasnost koju nose? Kako bi leptiri postupno mogli razviti ultrazvučni uređaj sa savršeno usklađenim zaštitnim karakteristikama kroz proces odabira i poboljšanja? Percepciju ultrazvučnih signala šišmiša također nije lako odgonetnuti. Činjenica je da svoju jeku prepoznaju među milijunima glasova i drugih zvukova. A nikakvi povici-signali suplemenika, nikakvi ultrazvučni signali koji se emitiraju uz pomoć opreme, ne sprječavaju šišmiše u lovu. Samo signali leptira, čak i umjetno reproducirani, tjeraju miša da odleti.

Živa bića postavljaju nove i nove zagonetke, izazivajući divljenje zbog savršenstva i svrsishodnosti strukture njihova tijela.

Bogomoljka, kao i leptir, uz izvrstan vid, ima i posebne organe sluha kako bi izbjegao susret sa šišmišima. Ovi slušni organi koji percipiraju ultrazvuk nalaze se na prsima između nogu. A za neke vrste bogomoljke, osim ultrazvučnog organa sluha, karakteristična je prisutnost drugog uha, koje percipira mnogo niže frekvencije. Njegova funkcija još nije poznata.

kemijski osjećaj

Životinje su obdarene općom kemijskom osjetljivošću, koju osiguravaju različiti osjetni organi. U kemijskom smislu insekata, osjet mirisa igra najznačajniju ulogu. A termiti i mravi, prema znanstvenicima, dobivaju trodimenzionalni njuh. Što je to, teško nam je i zamisliti. Organi mirisa kukaca reagiraju na prisutnost čak i vrlo malih koncentracija tvari, ponekad vrlo udaljenih od izvora. Zahvaljujući njuhu kukac pronalazi plijen i hranu, snalazi se na terenu, uči o približavanju neprijatelja i provodi biokomunikaciju, gdje je specifičan "jezik" razmjena kemijskih informacija pomoću feromona.

Feromoni su najsloženiji spojevi koje neki pojedinci luče u komunikacijske svrhe kako bi prenijeli informacije drugim pojedincima. Takve informacije su kodirane u određenim kemikalijama, ovisno o vrsti živog bića, pa čak i o njegovoj pripadnosti određenoj obitelji. Percepcija uz pomoć olfaktornog sustava i dekodiranje "poruke" uzrokuje primatelje određeni oblik ponašanje ili fiziološki proces. Do danas je poznata značajna skupina feromona insekata. Neki od njih su dizajnirani da privuku osobe suprotnog spola, drugi, prate one, ukazuju na put do doma ili izvora hrane, treći služe kao signal za uzbunu, četvrti reguliraju određene fiziološke procese itd.

Zaista jedinstvena bi trebala biti "kemijska proizvodnja" u tijelu insekata kako bi se u pravoj količini iu određenom trenutku oslobodio cijeli niz potrebnih feromona. Danas je poznato više od stotinu ovih tvari najsloženije prirode. kemijski sastav, ali ih je umjetno reproducirano ne više od desetak. Doista, za njihovo dobivanje potrebne su napredne tehnologije i oprema, pa se za sada može samo iznenaditi takav raspored tijela ovih minijaturnih stvorenja beskralježnjaka.

Kornjaši su uglavnom opremljeni antenama olfaktornog tipa. Omogućuju vam da uhvatite ne samo miris tvari i smjer njezine distribucije, već čak i "osjetite" oblik mirisnog predmeta. Primjer sjajnog njuha su bube grobari, koji se bave čišćenjem zemlje od strvina. Oni su u stanju namirisati stotine metara od nje i skupiti se velika grupa. A bubamara uz pomoć mirisa pronalazi kolonije lisnih uši kako bi tamo ostavila zidanje. Uostalom, ne samo da se sama hrani lisnim ušima, već i njezinim ličinkama.

Ne samo odrasli insekti, već i njihove ličinke često su obdarene izvrsnim njuhom. Da, crvi Maybug sposoban prijeći na korijenje biljaka (bor, pšenica), vođen blago povišenom koncentracijom ugljičnog dioksida. U pokusima, ličinke odmah odlaze u tlo, gdje su unijele malu količinu tvari koja stvara ugljični dioksid.

Osjetljivost njušnog organa, na primjer, saturnovskog leptira, čiji je mužjak sposoban uhvatiti miris ženke svoje vrste na udaljenosti od 12 km, čini se neshvatljivom. Usporedbom ove udaljenosti s količinom feromona koji izlučuje ženka, dobiven je rezultat koji je iznenadio znanstvenike. Zahvaljujući svojim antenama, mužjak nepogrešivo traži među mnogim mirisnim tvarima jednu jedinu molekulu nasljedno poznate tvari po 1 m3 zraka!

Neki Hymenoptera imaju tako izoštren njuh da nije inferioran dobro poznatom instinktu psa. Dakle, jahačice, kada trče duž debla ili panja, snažno pomiču svoje antene. S njima "nanjuše" ličinke repa ili drvosječe, koje se nalaze u drvu na udaljenosti od 2-2,5 cm od površine.

Zahvaljujući jedinstvenoj osjetljivosti antena, mali jahač helisa samo dodirom čahure pauka određuje što se u njima nalazi - jesu li nerazvijeni testisi, neaktivni pauci koji su ih već napustili ili testisi drugih jahača svoje vrste. Kako Helis radi tako točnu analizu, još nije poznato. Najvjerojatnije se osjeća najsuptilnije osebujan miris, ali može biti da prilikom tapkanja antenama jahač uhvati neku vrstu reflektiranog zvuka.

Percepciju i analizu kemijskih podražaja koji djeluju na njušne organe insekata provodi višenamjenski sustav - olfaktorni analizator. Kao i svi drugi analizatori, sastoji se od percepcije, vođenja i središnjeg odjela. Olfaktorni receptori (kemoreceptori) percipiraju molekule mirisnih tvari, a impulsi koji signaliziraju određeni miris šalju se duž živčanih vlakana u mozak na analizu. Postoji trenutni razvoj odgovora tijela.

Govoreći o osjetilu mirisa insekata, ne može se ne reći o mirisu. Znanost još nema jasno razumijevanje što je miris, a postoje mnoge teorije o ovom prirodnom fenomenu. Prema jednom od njih, analizirane molekule tvari predstavljaju “ključ”. A "brava" su receptori njušnih organa uključeni u analizatore mirisa. Ako se konfiguracija molekule približi "bravi" određenog receptora, tada će analizator od njega primiti signal, dešifrirati ga i prenijeti informaciju o mirisu u mozak životinje. Prema drugoj teoriji, miris se određuje kemijska svojstva molekule i raspodjela električnih naboja. Najnovija teorija, koja je osvojila mnoge pristaše, glavni uzrok mirisa vidi u vibracijskim svojstvima molekula i njihovih sastojaka. Svaki miris povezan je s određenim frekvencijama (valnim brojevima) infracrveni raspon. Na primjer, juha od luka tioalkohol i dekaboran kemijski su potpuno različiti. Ali imaju istu frekvenciju i isti miris. Istodobno, postoje kemijski slične tvari koje se odlikuju različitom frekvencijom i različitog mirisa. Ako je ova teorija točna, onda se infracrvenim frekvencijama mogu procijeniti i aromatične tvari i tisuće tipova stanica koje percipiraju miris.

"Radarska instalacija" insekata

Kukci su obdareni izvrsnim organima mirisa i dodira - antenama (antene ili okovi). Vrlo su pokretljivi i lako ih je kontrolirati: kukac ih može razmnožavati, okupljati, rotirati svakog pojedinačno oko svoje osi ili zajedno na zajedničkoj osi. U ovom slučaju oboje izvana nalikuju i u biti su "radarska instalacija". Elementi antena osjetljivi na živce su sensilla. Od njih se impuls brzinom od 5 m u sekundi prenosi u "mozak" centar analizatora kako bi prepoznao predmet iritacije. I tada signal odgovora na primljenu informaciju odmah odlazi u mišić ili drugi organ.

Kod većine insekata, na drugom segmentu antene nalazi se Johnstonov organ - univerzalni uređaj, čija svrha još nije u potpunosti razjašnjena. Vjeruje se da opaža pokrete i podrhtavanje zraka i vode, kontakte s čvrstim predmetima. Skakavci i skakavci su obdareni iznenađujuće visokom osjetljivošću na mehaničke vibracije, koji su u stanju registrirati bilo koje vibracije amplitude jednake polovici promjera atoma vodika!

Bube također imaju Johnstonov organ na drugom segmentu antena. A ako je buba koja trči po površini vode oštećena ili uklonjena, tada će naići na bilo kakve prepreke. Uz pomoć ovog organa, buba je u stanju uhvatiti reflektirane valove koji dolaze s obale ili prepreka. Osjeća vodene valove visine 0,000000004 mm, odnosno Johnston orgulje obavljaju zadaću ehosonda ili radara.

Mrave se ne razlikuju samo po dobro organiziranom mozgu, već i po jednako savršenoj tjelesnoj organizaciji. Antene su od iznimne važnosti za ove kukce; neke služe kao izvrstan organ mirisa, dodira, poznavanja okoline i međusobnog objašnjenja. Mravi lišeni antena gube sposobnost da pronađu put, hranu u blizini i razlikuju neprijatelje od prijatelja. Uz pomoć antena, kukci mogu "razgovarati" među sobom. Mravi prenose važna informacija, dodirujući antene s određenim segmentima antena jedne druge. U jednoj od epizoda ponašanja dva mrava su pronašla plijen u obliku ličinki različitih veličina. Nakon "pregovaranja" s braćom uz pomoć antena, zajedno s mobiliziranim pomoćnicima otišli su na mjesto pronalaska. Istodobno, uspješniji mrav, koji je uz pomoć antena uspio prenijeti informacije o većem plijenu koji je pronašao, iza sebe je mobilizirao mnogo veću skupinu mrava radnika.

Zanimljivo je da su mravi jedno od najčišćih stvorenja. Nakon svakog obroka i spavanja, cijelo tijelo, a posebno antene se temeljito čiste.

Osjeti okusa

Osoba jasno definira miris i okus neke tvari, dok kod insekata okus i miris često nisu odvojeni. Djeluju kao jedan kemijski osjećaj (percepcija).

Kukci s osjećajima okusa preferiraju jednu ili drugu tvar, ovisno o prehrani karakterističnoj za određenu vrstu. Ujedno su u stanju razlikovati slatko, slano, gorko i kiselo. Za kontakt s konzumiranom hranom, organi okusa mogu se nalaziti na raznim dijelovima tijela insekata - na antenama, proboscisima i nogama. Uz njihovu pomoć, kukci dobivaju osnovne kemijske informacije o okolišu. Primjerice, muha, samo dodirujući šapama predmet koji je zanima, gotovo odmah sazna što joj je pod nogama - piće, hrana ili nešto nejestivo. Odnosno, ona je u stanju izvršiti trenutnu analiza kontakata kemijska tvar.

Okus je osjet koji se javlja kada je otopina kemikalija izložena receptorima (kemoreceptorima) organa okusa kukca. Receptorske stanice okusa periferni su dio složenog sustava analizatora okusa. Oni percipiraju kemijske podražaje i tu se događa primarno kodiranje okusnih signala. Analizatori odmah prenose salve kemoelektričnih impulsa duž tankih živčanih vlakana do njihovog "moždanog" centra. Svaki takav puls traje manje od tisućinke sekunde. I tada središnje strukture analizatora trenutačno određuju osjete okusa.

Nastavljaju se pokušaji razumijevanja ne samo pitanja što je miris, već i stvaranja jedinstvena teorija"slatkiši". Do sada to nije bilo uspješno – možda vi, biolozi 21. stoljeća, uspijete. Problem je u tome što potpuno različite kemikalije, i organske i anorganske, mogu stvoriti relativno iste okusne osjete slatkoće.

osjetilne organe

Proučavanje osjeta dodira insekata možda je najveća poteškoća. Kako ta stvorenja okovana u hitinsku školjku dotiču svijet? Dakle, zahvaljujući kožnim receptorima, u mogućnosti smo percipirati različite taktilne osjete – neki receptori registriraju pritisak, drugi temperaturu itd. Dodirujući neki predmet, možemo zaključiti da je hladan ili topao, tvrd ili mekan, gladak ili hrapav. Kukci također imaju analizatore koji određuju temperaturu, tlak itd., ali mnogo toga u mehanizmima njihova djelovanja ostaje nepoznato.

Osjetilo dodira jedno je od najvažnijih osjetila za sigurnost leta mnogih letećih insekata, za osjet strujanja zraka. Na primjer, kod dvokrilaca cijelo je tijelo prekriveno senzilama koje obavljaju taktilne funkcije. Posebno ih je puno na halterima kako bi se percipirao tlak zraka i stabilizirao let.

Zahvaljujući osjetilu dodira, muhu nije tako lako oboriti. Njezin vid omogućuje joj da primijeti prijeteći predmet samo na udaljenosti od 40 - 70 cm. Ali muha je u stanju reagirati na opasan pokret ruke, koji je uzrokovao čak i mali pokret zraka, i odmah poletjeti. Ova obična kućna muha još jednom potvrđuje da ništa nije jednostavno u živom svijetu – sva bića, mlada i stara, imaju izvrsne senzorne sustave za aktivan život i vlastitu zaštitu.

Receptori insekata koji registriraju pritisak mogu biti u obliku prištića i čekinja. Koriste ih kukci u različite svrhe, uključujući i za orijentaciju u prostoru - u smjeru gravitacije. Na primjer, ličinka muhe se uvijek jasno kreće prema gore prije pupiranja, odnosno protiv gravitacije. Uostalom, ona treba ispuzati iz tekuće mase hrane, a tamo nema nikakvih znamenitosti, osim privlačnosti Zemlje. Čak i nakon što izađe iz kukuljice, muha ima tendenciju puzati neko vrijeme dok se ne osuši kako bi mogla letjeti.

Mnogi insekti imaju dobro razvijen osjećaj gravitacije. Na primjer, mravi su u stanju procijeniti nagib površine od 20. A buba koja kopa okomite jazbine može procijeniti odstupanje od vertikale od 10.

Živi "prognostičari"

Mnogi kukci su obdareni izvrsnom sposobnošću predviđanja vremenskih promjena i davanja dugoročnih prognoza. Međutim, to je tipično za sva živa bića – bilo da se radi o biljci, mikroorganizmu, beskralježnjaku ili kralježnjaku. Takve sposobnosti osiguravaju normalnu životnu aktivnost u predviđenom staništu. Rijetko se viđaju prirodni fenomen- suše, poplave, zahlađenja. A onda, da bi preživjela, živa bića trebaju unaprijed mobilizirati dodatne resurse. zaštitna oprema. U oba slučaja koriste svoje interne "vremenske stanice".

Neprestano i pažljivo promatrajući ponašanje raznih živih bića, može se učiti ne samo o vremenskim promjenama, već i o nadolazećim prirodnim katastrofama. Uostalom, više od 600 vrsta životinja i 400 vrsta biljaka, do sada poznatih znanstvenicima, može igrati svojevrsnu ulogu kao barometri, pokazatelji vlažnosti i temperature, prediktori i grmljavine, oluje, tornada, poplava i prekrasnih bezoblaka. vrijeme. Štoviše, živih "prognostičara" ima posvuda, gdje god se nalazili - uz akumulaciju, na livadi, u šumi. Na primjer, prije kiše čisto nebo, zeleni skakavci prestaju cvrkutati, mravi počinju čvrsto zatvarati ulaze u mravinjak, a pčele prestaju letjeti po nektar, sjede u košnici i zuje. U nastojanju da se sakriju od nadolazećeg lošeg vremena, muhe i ose lete u prozore kuća.

Promatranja otrovnih mrava koji žive u podnožju Tibeta otkrila su njihovu izvrsnu sposobnost davanja udaljenijih prognoza. Prije početka razdoblja obilnih kiša, mravi se presele na drugo mjesto sa suhim tvrdo tlo, a prije početka suše mravi ispunjavaju tamne, mokre udubine. Krilati mravi mogu osjetiti približavanje oluje za 2-3 dana. Velike jedinke počinju juriti po tlu, dok se male roje na maloj nadmorskoj visini. I što su ti procesi aktivniji, očekuje se jače loše vrijeme. Utvrđeno je da su mravi tijekom godine točno identificirali 22 vremenske promjene, a pogriješili su samo u dva slučaja. To je iznosilo 9%, što izgleda sasvim dobro u usporedbi s prosječnom pogreškom meteoroloških postaja od 20%.

Svrhovito djelovanje insekata često ovisi o dugoročnim prognozama, a to može biti od velike pomoći ljudima. Iskusnom pčelaru pčele pružaju prilično pouzdanu prognozu. Za zimu zatvore usjek u košnici voskom. Po otvoru za ventilaciju košnice može se suditi nadolazeća zima. Ako pčele odu velika rupa- zima će biti topla, a ako je mala, očekujte jake mrazeve. Također je poznato da ako pčele počnu rano izlaziti iz košnica, može se očekivati rano toplo proljeće. Isti mravi, ako se ne očekuje jaka zima, ostaju živjeti blizu površine tla, i prije hladna zima smještene dublje u zemlji i izgraditi viši mravinjak.

Osim makroklime za kukce, važna je i mikroklima njihovog staništa. Na primjer, pčele ne dopuštaju pregrijavanje u košnicama i, nakon što dobiju signal od svojih živih "uređaja" o prekoračenju temperature, počinju provjetravati prostoriju. Dio pčela radilica organiziran je na različitim visinama u cijeloj košnici i pokreće zrak brzim udarcima krila. Nastaje jaka struja zraka, a košnica se hladi. Provjetravanje je dugotrajan proces, a kada se jedna serija pčela umori, na red dolazi druga, i to po strogom redu.

O očitanjima živih "instrumenata" ovisi ponašanje ne samo odraslih kukaca, već i njihovih ličinki. Na primjer, ličinke cvrčaka koje se razvijaju u tlu izlaze na površinu tek kada je lijepo vrijeme. Ali kako znati kakvo je vrijeme na vrhu? Da bi to utvrdili preko svojih podzemna skloništa stvaraju posebne zemljane čunjeve s velikim rupama – svojevrsne meteorološke strukture. U njima cikade kroz tanki sloj Tla mjere temperaturu i vlagu. I ako vrijeme nepovoljno, ličinke se vraćaju u mink.

Fenomen prognoziranja kišnih oluja i poplava

Promatranje ponašanja termita i mrava u kritičnim situacijama može pomoći ljudima predvidjeti obilne oborine i poplave. Jedan od prirodoslovaca opisao je slučaj kada je prije poplave indijansko pleme, koji živi u brazilskim džunglama, žurno je napustio svoje naselje. A mravi su Indijancima "pričali" o nadolazećoj katastrofi. Prije potopa ovi društveni insekti doći u jako uzbuđenje i hitno napustiti naseljeno mjesto zajedno sa kukuljicama i zalihama hrane. Odlaze na mjesta gdje voda ne dopire. Lokalno stanovništvo teško je razumjelo podrijetlo takve nevjerojatne osjetljivosti mrava, ali su ljudi, pokoravajući se njihovom znanju, napustili nevolje nakon malih prognostičara.

Izvrsni su u predviđanju poplava i termita. Prije nego što počne, napuštaju svoje domove s cijelom kolonijom i žure do najbližeg drveća. Predviđajući veličinu katastrofe, oni se dižu točno na visinu koja će biti veća od očekivane poplave. Tamo čekaju dok ne popuste mutni potoci vode koji jure takvom brzinom da drveće katkad padne pod njihovim pritiskom.

Ogroman broj meteoroloških stanica prati vrijeme. Nalaze se na kopnu, uključujući i planine, na posebno opremljenim znanstvenim plovilima, satelitima i svemirske stanice. Meteorolozi su opremljeni moderni aparati, uređaja i računala. Zapravo, ne rade vremensku prognozu, nego izračun, izračun vremenskih promjena. A kukci u gornjim primjerima stvarnosti predviđaju vrijeme koristeći urođene sposobnosti i posebne žive "uređaje" ugrađene u njihova tijela. Štoviše, mravi za vremensku prognozu određuju ne samo vrijeme približavanja poplave, već i procjenjuju njezinu veličinu. Uostalom, za novo utočište zauzeli su samo sigurna mjesta. Znanstvenici još nisu uspjeli objasniti ovaj fenomen. Termiti su predstavljali još veći misterij. Činjenica je da se nikada nisu nalazile na onim stablima za koje se tijekom poplave pokazalo da su ih srušili olujni potoci. Slično su se, prema opažanju etologa, ponašali i čvorci, koji u proljeće nisu zauzeli kućice za ptice opasne za naselje. Nakon toga, oni su stvarno bili osujećeni orkanski vjetar. Ali ovdje pričamo o relativno velikoj životinji. Ptica, možda zamahujući kućicom za ptice ili drugim znakovima, procjenjuje nepouzdanost svog pričvršćivanja. Ali kako i uz pomoć kojih uređaja takve prognoze mogu napraviti vrlo male, ali vrlo "mudre" životinje? Čovjek ne samo da još nije u stanju stvoriti nešto ovakvo, nego ne može odgovoriti. Ovi zadaci su za buduću biol

Ždanova T. D.

Što je zajedničko živčanom sustavu kralježnjaka i beskralježnjaka?

Vrlo maleni mozak muhe, pčele, leptira ili drugog kukca omogućuje mu da vidi i čuje, dodiruje i kuša, kreće se s velikom točnošću, štoviše, leti pomoću unutarnje "karte" na značajne udaljenosti, komunicira jedni s drugima, pa čak i posjeduje vlastiti "jezik", da uči i primjenjuje logičko razmišljanje u nestandardnim situacijama. Dakle, mozak mrava mnogo je manji od glave pribadače, ali se ovaj kukac dugo smatrao "mudracem". Kad se usporedi ne samo s njegovim mikroskopskim mozgom, već i s neshvatljivim mogućnostima jedne živčane stanice, čovjek bi se trebao sramiti svojih najsuvremenijih računala. A što znanost može reći o ovoj, na primjer, neurobiologiji, koja proučava procese rođenja, života i smrti mozga? Je li uspjela razotkriti misterij vitalne aktivnosti mozga - ovaj najsloženiji i najtajnovitiji fenomen koji je ljudima poznat?

Prvo neurobiološko iskustvo pripada starorimskom liječniku Galenu. Prerezavši živčana vlakna kod svinje, uz pomoć kojih je mozak kontrolirao mišiće grkljana, životinji je oduzeo glas - ona je odmah utrnula. Bilo je to prije tisućljeća. Ali koliko je daleko znanost otišla od tada u svom poznavanju principa mozga? Ispada da unatoč golemom radu znanstvenika, čovjeku još uvijek nije poznat princip rada čak i jedne živčane stanice, takozvane "cigle" od koje je izgrađen mozak. Neuroznanstvenici puno razumiju o tome kako neuron "jede" i "pije"; kako dobiva energiju potrebnu za životnu aktivnost, probavljajući potrebne tvari izvučene iz okoliša u "biološkim kotlovima"; kako onda ovaj neuron svojim susjedima šalje široku paletu informacija u obliku signala, šifriranih ili u određenom nizu električnih impulsa, ili u raznim kombinacijama kemikalija. I što onda? Ovdje je živčana stanica primila specifičan signal, a u njezinim dubinama započela je jedinstvena aktivnost u suradnji s drugim stanicama koje tvore mozak životinje. Dolazi do pamćenja dolaznih informacija, izvlačenja potrebnih informacija iz memorije, donošenja odluka, davanja naredbi mišićima i raznim organima itd. Kako ide sve? Znanstvenici još ne znaju sa sigurnošću. Pa, budući da nije jasno kako funkcioniraju pojedine živčane stanice i njihovi kompleksi, nije jasan ni princip rada cijelog mozga, čak i tako malog kao kod kukca.

Rad osjetilnih organa i živih "uređaja"

Vitalnu aktivnost insekata prati obrada zvučnih, olfaktornih, vizualnih i drugih senzornih informacija - prostornih, geometrijskih, kvantitativnih. Jedna od mnogih tajanstvenih i zanimljivih značajki insekata je njihova sposobnost točne procjene situacije koristeći vlastite "instrumente". Naše znanje o tim uređajima je ograničeno, iako se u prirodi široko koriste. To su determinante različitih fizičkih polja, koje omogućuju predviđanje potresa, vulkanskih erupcija, poplava, vremenskih promjena. To je osjećaj za vrijeme, koji se broji unutarnjim biološkim satom, i osjećaj za brzinu, i sposobnost navigacije i navigacije i još mnogo toga.

Insekti u masi obdareni su izvrsnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se ponekad dodaju jednostavne oči, služe za prepoznavanje raznih predmeta. Neki insekti imaju vid u boji, prikladne uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ na koji druge životinje nalikuju. Istodobno, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, kreću se u svemiru, hvataju i emitiraju ultrazvučne valove. Nježni njuh i okus omogućuju im da pronađu hranu. Različite žlijezde insekata luče tvari za privlačenje braće, seksualnih partnera, zastrašivanje suparnika i neprijatelja, a vrlo osjetljivi njuh u stanju je uhvatiti miris tih tvari čak i na nekoliko kilometara.

Akumulirano je opsežno znanje o nevjerojatnim sposobnostima osjetilnih sustava kukaca, ali obim knjige dopušta mi da navedem samo neke od njih.

organa vida

Oči i cijeli najsloženiji vizualni sustav nevjerojatan su dar, zahvaljujući kojem životinje mogu primiti osnovne informacije o svijetu oko sebe, brzo prepoznati različite predmete i procijeniti nastalu situaciju. Vid je neophodan kukcima u potrazi za hranom kako bi izbjegli grabežljivce, istraživali objekte od interesa ili okolinu, komunicirali s drugim jedinkama u reproduktivnom i društvenom ponašanju itd.

Osnovu osjetilnih organa čine takozvane neuro-osjetljive tvorevine - sensilla, koje izgledaju kao dlake, čekinje, udubljenja.

Insekti imaju sljedeće organe osjetila:

1) Organi mehaničkog osjetila. To uključuje taktilnu senzilu raštrkanu po cijelom tijelu. Oni opažaju podrhtavanje zraka, osjećaju položaj tijela u prostoru itd. U organe mehaničkog osjetila spadaju i organi sluh, jer oni opažaju zvuk, za koji je poznato da su vibracije zraka. Organi sluha su pretežno u kukaca sposobnih za stvaranje zvukova. Nalaze se na bočnim stranama trbuha, na krilima, prednjim nogama i na nekim drugim mjestima.

2) Kemijski osjetilni organi predstavljeni su chemoreceptor sensilla i služe za opažanje kemije okoline, t.j. mirise i osjete okusa. Nalaze se na udovima usta, antenama, ponekad (kod pčela) na nogama. Kemijsko osjetilo - njuh - igra važnu ulogu u unutar- i međupopulacijskim odnosima kukaca. Organi; vid je predstavljen složenim (fasetiranim) i jednostavnim očima. Samo oko se sastoji od mnogih senzila. Površinski šesterokutni dio naziva se faseta. Fasete čine rožnicu, koja je prozirna kutikula.

senzornih neurona

Tijela osjetnih ili osjetnih stanica, obično bipolarnog ili multipolarnog oblika, uvijek leže u blizini osjetnog organa ili inerviranog tkiva. Dendriti nekih neurona, najčešće bipolarnih, povezani su s kutikularnim tvorbama, drugih, uvijek multipolarnim, s tkivima tjelesne šupljine ili tvore subepidermalnu mrežu, kao u ličinki s mekom kožom.

Sukladno tome, razlikuju se dvije široke kategorije osjetnih stanica. Stanice prve vrste razlikuju se po tome što su gotovo uvijek povezane s kutikulom ili njezinim izbočinama: apodemi, dušnici, sluznica preoralne i usne šupljine itd. Uključuju razne eksteroreceptorske stanice, uključujući vizualne, iako su njihovi dendriti nije jasno izraženo. Stanice druge vrste nikada nisu povezane s kutikulom i leže samo na unutarnjoj površini tijela, zidovima probavnog trakta, u mišićnom i vezivnom tkivu. Elektrofiziološki je dokazano da pripadaju intero ili proprioceptorima.

Aksoni osjetnih stanica idu izravno u odgovarajuće ganglije CNS-a, ponekad smještene izravno u mozgu, na primjer, optičke ili njušne centre. Pitanje komunikacijskih kanala između receptorskih stanica i živčanog centra iznimno je važno za ispravno tumačenje rada analizatora i mehanizma kontrole ponašanja kukca. Sada, očito, svi prepoznaju kao neodrživo prijašnje mišljenje da se u nekim receptorskim sustavima, na primjer, u antenama bube Rhodnius, aksoni nekoliko osjetnih stanica spajaju u jedno vlakno. Ali zatvaranje grupe receptora na jedan periferni neuron drugog reda, tj. gubitak "adrese" ulaznog signala, karakterističan je za prvi optički ganglij insekata. Značenje takve metode komunikacije s centrom, koja dovodi do djelomičnog gubitka informacija iz skupa senzora, još nije uvijek jasno (vidi dolje).

Živčano tkivo, uključujući osjetne stanice, potječe iz ektoderme. Njihova pripadnost omotu tijela izražava se i u tome što se veza osjetnog organa sa središnjim živčanim sustavom uspostavlja centripetalno. Dakle, V. Wigglesworth je pokazao na bubu Rhodnius da se prerezani aferentni živac regenerira u smjeru središnjeg živčanog sustava. Slično, tijekom svakog linjanja, kada se formiraju dodatni receptori koji služe rastućoj površini tijela, njihove osjetne stanice šalju aksone centripetalno.

Činjenica centripetalnog razvoja aksona otkrivena na histološkim preparatima može postati jedna od osnova za važan zaključak da je put od osjetne stanice do CNS-a izravan, bez sinaptičkog prebacivanja. U blizini receptorskih stanica i aferentnih živaca nalaze se i druge, kao što su neuroglijalne (hranljive) stanice, ali one nisu povezane s prijenosom signala receptora.

Osjetilni organi kukaca su diferencirani i dobro razvijeni. U svom značenju prevladavaju organi dodira i mirisa. Organi dodira su izvana predstavljeni čekinjama. Organi njuha također imaju oblik tipičnog seta, koji se, mijenjajući se, može pretvoriti u odvojene izbočine tankih stijenki i nesegmentirane prstaste izbočine i tankozidne ravne površine integumenta. Najvažnije mjesto završetaka njušnih živaca su antene.

Na primjer, uloga antena kao organa mirisa kod muha i lepidoptera, koji razlikuju čak i slabe mirise na velikoj udaljenosti. Osjetilo mirisa pčela bolje je proučeno; pokazalo se da je njihova sposobnost opažanja mirisa bliska našoj: one mirise koje percipiramo percipiraju i pčele, one mirise koje mi miješamo miješaju pčele; organi njuha također su koncentrirani uglavnom na antenama. Okusi slatki, gorki, kiseli i slani također se razlikuju po kukcima; organi okusa nalaze se na ticalima dijelova usta, na nogama; oštrina osjeta okusa u različitim organima istog kukca može biti različita; mnogo je veći nego kod ljudi. Složene oči kukca percipiraju kretanje predmeta, au nekim slučajevima mogu percipirati i oblik predmeta; viši himenoptera (pčele) također mogu percipirati boje, uključujući i one koje ljudi ne percipiraju ("ultraljubičasto"); međutim, vid boja nije toliko raznolik kao kod osobe: na primjer, pčela u lijevom dijelu spektra osjeća žutu, dok su druge boje poput nijansi žute; desni plavo-ljubičasti dio spektra pčele također percipiraju kao jednobojnu. Oštrina vida pčela je mnogo niža od ljudske.

U nekim redovima, kao što je red Orthoptera (Orthoptera), koji uključuje skakavce, cvrčke i skakavce, uobičajeni su tzv. timpanalni organi koji pretpostavljaju slušne organe u timpanalnim organima. Timpanalni organi kod skakavaca i cvrčaka nalaze se na potkoljenici ispod zgloba koljena, dok su kod skakavaca i cvrčaka sa strane prvog trbušnog segmenta izvana predstavljeni udubljenjem, ponekad okruženim naborom pokrova i s tankim rastegnuta membrana na dnu; na unutarnjoj površini membrane ili u njenoj neposrednoj blizini nalazi se živčani završetak osebujne strukture.

Insekti u masi obdareni su izvrsnim vidom. Njihove složene složene oči, kojima se ponekad dodaju jednostavne oči, služe za prepoznavanje raznih predmeta. Neki insekti imaju vid u boji, prikladne uređaje za noćno gledanje. Zanimljivo je da su oči insekata jedini organ na koji druge životinje nalikuju. Istodobno, organi sluha, mirisa, okusa i dodira nemaju takvu sličnost, ali, ipak, insekti savršeno percipiraju mirise i zvukove, kreću se u svemiru, hvataju i emitiraju ultrazvučne valove. Nježni njuh i okus omogućuju im da pronađu hranu. Različite žlijezde insekata luče tvari za privlačenje braće, seksualnih partnera, zastrašivanje suparnika i neprijatelja, a vrlo osjetljivi njuh u stanju je uhvatiti miris tih tvari čak i na nekoliko kilometara.

Akumulirano je opsežno znanje o nevjerojatnim sposobnostima osjetilnih sustava kukaca, ali obim knjige dopušta mi da navedem samo neke od njih.

organa vida

Zanimljivo je da kukci tijekom odmora ne mogu zatvoriti oči i stoga spavaju otvorenih očiju.

Osjetilni organi kod insekata posrednici su između vanjskog okruženja i tijela. U skladu s vanjskim podražajima, odnosno podražajima, kukci obavljaju određene radnje koje oblikuju njihovo ponašanje.

Osjetilni organi kukaca su mehaničko osjetilo, sluh, kemijsko osjetilo, hidrotermalno osjetilo i vid.

Osnovu osjetilnih organa čine živčano osjetljive jedinice – sensilla. Sastoje se od dvije komponente: percipirajuće strukture u koži i živčanih stanica uz nju. Sensilla strše iznad površine kože u obliku dlake, čekinje, čunjeva (slika 7).

mehanički osjećaj. Predstavljaju ga mehanoreceptori. To su receptori, kao i osjetljive strukture koje percipiraju potres mozga, položaj tijela, njegovu ravnotežu i sl. Taktilni, ili taktilni, receptori su razasuti po tijelu u obliku jednostavnih sensila sa senzornim, t.j. osjetljiva kosa. Promjena položaja dlake pri kontaktu s predmetima ili zrakom prenosi se na osjetljivu stanicu, gdje dolazi do ekscitacije, koja se svojim procesima prenosi do živčanog centra.

Mehanoreceptori također uključuju senzilu u obliku zvona. Nedostaju im osjetljive dlačice i ugrađene su u kožu. Njihova receptorna površina u obliku kutikularne kapice nalazi se na površini kutikule. Proces štapića osjetljive ćelije, igla, približava se kapici odozdo. Zvonaste sensile nalaze se na krilima, cercima, nogama i ticalima. Osjećaju drhtanje tijela, savijanje, napetost.

Među mehanoreceptorima su i hordotonalni organi kao organi sluha. Njihovi neuroni završavaju iglom u obliku štapa. Riječ je o nizu posebnih sensilla koje se protežu između dva dijela kutikule. Hordotonalne sensile nazivaju se skolopofori i sastoje se od tri stanice: osjetnog neurona, kape stanice i parijetalne stanice.

Sluh nije razvijen kod svih insekata. Orthoptera (skakavci, skakavci, cvrčci), cvrčci pjevice, neke bube i niz Lepidoptera imaju slušne receptore - bubne organe. Ovi kukci cvrkuću ili pjevaju. Timpanični organi su skup skolopofora koji su povezani s regijama zanoktice koje su predstavljene bubnjićem (slika 8).

U skakavaca i cvrčaka bubnjići se nalaze na bočnim stranama 1. segmenta trbuha, a kod skakavaca i cvrčaka na potkoljenicama prednjih nogu (slika 9.).

Kod komaraca Johnstonov organ obavlja funkciju organa sluha. Na cerkusima žohara i pravokrilaca te na tijelu gusjenica nalaze se neuroni na dlakama koji hvataju zvučne valove.

Vrijednost organa sluha:

- percipiraju se signali koji dolaze od jedinki vlastite vrste, čime se osigurava povezanost spolova, t.j. ovo je jedan od oblika lociranja seksualnog signala;

- uhvatiti druge zvukove (zvižduke, oštar zvuk, traženje žrtve).

kemijski osjećaj. Služi za opažanje kemije okoliša, odnosno okusa i mirisa. Predstavljen kemoreceptorima. Osjetilo mirisa percipira i analizira plinoviti medij s niskom koncentracijom tvari, a okus je tekući medij s visokom koncentracijom iste. Chemoreceptor sensilla su predstavljeni u obliku dlačica, ploča ili čunjeva uronjenih u tijelo. Na antenama njušnu funkciju obavljaju plakoidna i celikonična sensila. Osjetilo mirisa služi kukcima za traženje jedinki suprotnog spola, prepoznavanje jedinki svoje vrste, pronalaženje hrane i mjesta za polaganje jaja. Mnogi insekti luče tvari koje privlače - spolne atraktante ili epagone.

Okus služi samo za prepoznavanje hrane. Insekti razlikuju 4 osnovna okusa - slatko, gorko, kiselo i slano.

Većina šećera, kao što su glukoza, fruktoza, maltoza i drugi, privlače pčele i muhe čak i pri relativno niskoj koncentraciji; drugi šećeri, kao što su galaktoza, manoza i drugi, prepoznaju se samo u visokim koncentracijama, a pčele ih odbijaju. Neki leptiri su vrlo osjetljivi na šećere, za razliku od čista voda otopina šećera beznačajne koncentracije - 0,0027%.

Mnoge druge tvari - kiseline, soli, aminokiseline, ulja i druge - mogu se odbaciti u visokim koncentracijama, ali ponekad slabe otopine određenih kiselina i soli imaju privlačan učinak.

Okusni pupoljci nalaze se uglavnom na usnim dijelovima, ali je moguća i njihova druga lokalizacija. Tako su kod pčele neke muhe, a veći broj dnevnih leptira na nogama i pokazuju veliku osjetljivost; kada plantarna strana šapa dotakne otopinu šećera, gladni leptir reagira tako što će pokrenuti svoj proboscis. Konačno, kod pčela i presavijenih osa (Vespidae), ovi receptori su također pronađeni na krajnjim segmentima antena.

Visok stupanj razvijenosti kemijskog osjetila kod insekata bitan je aspekt njihove fiziologije i služi znanstvena osnova u razvoju i primjeni pojedinih metoda kemijske kontrole štetne vrste. U praksi suzbijanja štetnika koristi se metoda mamca, čija je bit da se određene privlačne prehrambene tvari tretiraju otrovima i distribuiraju na mjestima gdje je štetnik koncentriran; takvi se otrovani mamci naširoko i vrlo uspješno koriste u suzbijanju skakavaca. U borbi protiv štetnika traže se i privlačne tvari, odnosno atraktanti.

Higrotermalni osjećaj. Neophodan je u životu niza insekata i, ovisno o uvjetima vlažnosti i temperature okoliša, regulira ponašanje jedinke; također kontrolira ravnotežu vode i temperaturni režim tijelo. Odgovarajući receptori nisu dovoljno proučeni, ali je utvrđeno da je kod nekih insekata osjet vlage lokaliziran na glavi i njezinim privjescima - antenama i ticalima, osjećaj topline - na antenama, šapama i drugim organima. Percepcija topline jako je razvijena kod insekata, i određene vrste imaju svoju optimalnu temperaturnu zonu kojoj teže. Međutim, granice temperaturnog optimuma ovise o uvjetima temperature i vlažnosti okoliša u kojem se kukac razvio, kao i o fazi njegovog razvoja.

Vizija. Zajedno s kemijskim osjetilom, vjerojatno igra odlučujuću ulogu u životu insekata. Organi vida su složena struktura a predstavljaju ih dvije vrste očiju: složene i jednostavne (slika 10).

Riža. 10. Shematski presjek (A) i fasete na površini (B) složenog oka: 1 - rožnica; 2 - kristalni stožac; 3 - stanice retine.

Složene, ili fasetirane, oči, uključujući dvije, nalaze se sa strane glave, često vrlo snažno razvijene, a zatim mogu zauzeti značajan dio glave. Svako složeno oko sastoji se od viševidnih jedinica - sensila, koje se nazivaju ommatidije, njihov broj u složenom oku može doseći stotine, ali i tisuće.

Omatidij se sastoji od tri vrste stanica koje tvore somatski, osjetni i pigmentirani dio (slika 11.). Izvana svaki ommatidij na površini oka tvori zaobljenu ili šesterokutnu stanicu - fasetu, zbog čega su složene oči dobile ime. Optički ili lomni dio ommatidija sastoji se od prozirne leće i prozirnog kristalnog stošca koji leži ispod nje. Leća ili rožnica je u biti prozirna kutikula i obično ima izgled bikonveksne leće. Kristalni stožac tvore četiri izdužene prozirne stanice i zajedno s lećom čini jedan optički sustav - cilindričnu leću; duljina njegove optičke osi je mnogo veća od promjera. Osjetljivi dio nalazi se ispod optičkog, tvori retinu, odnosno retinu, koja percipira svjetlosne zrake, a sastoji se od niza stanica retine. Te su stanice izdužene duž ommatidija, raspoređene na sektorski način, i tvore oblogu njegove središnje šipke, optičke šipke ili rabdoma. U svojoj bazi stanice retine prelaze u živčana vlakna koja idu do vizualnih režnjeva mozga. Pigmentni dio tvore pigmentne stanice, koje zajedno tvore oblogu osjetljivog dijela i kristalnog stošca; zbog toga je svaki omatidij optički izoliran od susjednog. Posljedično, pigmentni dio obavlja funkciju optičkog izolacijskog aparata.

Dnevni insekti imaju ono što se zove apozicijski vid. Zahvaljujući optičkoj izolaciji pomoću pigmentnih stanica, svaki se omatidij reducira u izoliranu tanku cijev; stoga u nju mogu prodrijeti samo zrake koje prolaze kroz leću i, štoviše, samo koje se striktno podudaraju s uzdužnom osi ommatidija. Ove zrake dopiru do vizualne palice, ili rabdoma; potonji je upravo percepcijski element retine. Posljedično, vidno polje svakog ommatidija je vrlo malo i vidi samo neznatan dio predmeta koji se razmatra. Ali velik broj ommatidija omogućuje oštro povećanje vidnog polja međusobnom primjenom jedne na drugu ili apozicijom; kao rezultat toga, od pojedinačnih najmanjih dijelova slike nastaje jedinstvena cjelokupna slika kao u mozaiku. Dakle, insekti imaju mozaični vid.

Noćni i krepuskularni kukci imaju superpozicijski vid, što je povezano s morfološkim i fiziološkim razlikama u njihovim omatidijama. U superpozicijskom oku, osjetljivi dio je udaljeniji od optičkog dijela, a pigmentne stanice izoliraju uglavnom optički dio. Zbog toga do vizualnog štapića prodiru 2 vrste zraka - ravno i koso; prvi ulaze u ommatidij kroz leću, dok drugi ulaze iz susjednog omatidija, što pojačava svjetlosni efekt. Posljedično, slika objekta se u ovom slučaju dobiva ne samo kombiniranjem pojedinačnih percepcija, već i njihovom superpozicijom, odnosno superpozicijom.

Pri jakom dnevnom svjetlu, oko superpozicije poprima neku fiziološku sličnost s okom apozicije. To se događa jer se pigment u pigmentnim stanicama na svjetlu počinje kretati i raspoređuje se na takav način da tvori tamnu cijev oko ommatidija; zbog toga su ommatidije optički gotovo izolirane jedna od druge i primaju zrake uglavnom iz svoje leće. Ova sposobnost oka da reagira na stupanj osvjetljenja može se smatrati akomodacijom. Donekle je karakteristično i za apozicijsko oko, koje omogućuje dnevnim kukcima da brzo prilagode oko na vid na jakom svjetlu iu sjeni, na primjer, kada lete iz otvoreni prostor u šumi.

Uz pomoć složenih očiju, kukci razlikuju oblik, kretanje, boju i udaljenost do objekta, kao i polariziranu svjetlost. Međutim, široka raznolikost insekata, njihov način života i navike nedvojbeno stvaraju različite značajke njihove vizije. Potonji ovise o strukturnim značajkama očiju i njihovim ommatidijama; promjer, duljina, broj potonjih i druga svojstva određuju kvalitetu vida. Vjeruje se da su mnoge vrste kratkovidne i na daljinu razlikuju samo kretanje. To potvrđuju brojni eksperimenti. Dakle, ličinke vretenaca jure na plijen u pokretu i ne primjećuju nepokretnog. Mreža postavljena ispred gnijezda osa sa stanicama koje prelaze duljinu njihova tijela i dalje blokira ulaz u gnijezdo, ali će ose nakon nekog vremena naučiti puzati kroz stanice ove mreže.

Većina insekata je slijepa za crveno, ali može vidjeti ultraljubičasto zračenje i privlače ih; raspon valova vidljive svjetlosti je u rasponu od 2500-8000 A. Pčela je otkrila sposobnost razlikovanja polarizirane emitirane svjetlosti plavo nebo, što joj omogućuje navigaciju u svemiru tijekom leta. Brojne kukce također karakterizira promjena kretanja ovisno o smjeru sunčeve zrake, tj. orijentacija solarnog kompasa. Bit ovog fenomena leži u činjenici da kut upada zraka na određene dijelove mrežnice ostaje neko vrijeme konstantan; prekinuto kretanje se nastavlja pod istim kutom, ali se zbog pomaka sunca mijenja smjer kretanja za isti broj stupnjeva.

Blizu je kretanje svjetlosnog kompasa, što objašnjava dolazak noćnih insekata na svjetlo. Svjetlosne zrake se radijalno razilaze i pri kretanju koso u odnosu na njih mijenjat će se kut njihovog upada; kako bi održao fiksni kut, kukac je prisiljen stalno mijenjati put prema izvoru svjetlosti. Kretanje prati logaritamsku spiralu i, na kraju, dovodi kukca do samog izvora svjetlosti (slika 12).

Jednostavne oči, ili ocelli, nalaze se između složenih očiju na čelu i tjemenu, ili samo na tjemenu (slika 13.). Oni su mali, obično tri na broju, i poredani u trokut. Zbog položaja u gornjem dijelu glave često se nazivaju i dorzalnim ocelli. Morfološki, ocelli ne odgovaraju ommatidiji složenih očiju. Dakle, ne inerviraju se iz vizualnih režnjeva mozga, već iz srednjeg dijela protocerebruma. Osim toga, imaju niz osjetljivih dijelova za jedan optički dio. Nedostaje im i kristalni stožac i njihov optički dio predstavlja samo kutikularna leća, t.j. s jednim kristalom.

Oči su daleko od razvijene kod svih insekata, osobito ih nema kod mnogih Diptera i leptira. U kukaca bez krila ili kratkih krila oni su također odsutni ili su rudimentarni. Njihova uloga nije dovoljno jasna. Utvrđeno je da se u nizu oblika žarište oka nalazi iza osjetljivog dijela, stoga u ovom slučaju percepcija slike ne može biti; slikanje preko složenih očiju čini ove insekte slijepima. Istodobno postoji anatomska veza između očnih živaca i živaca složenih očiju, što ukazuje na postojanje funkcionalne veze između ovih organa. Bez sumnje, oči različitih insekata mogu igrati različitu ulogu. U svakom slučaju, u mnogima imaju regulacijski učinak na složene oči, osiguravajući stabilnost vida u uvjetima fluktuirajućeg intenziteta svjetlosti. Pri svom niskom intenzitetu, ocelli pojačavaju reakciju složenih očiju, t.j. postaju segmenti potonjeg, na visokom - pokazuju inhibitorni učinak na složene oči.

Dorzalne ocele treba razlikovati od bočnih ili bočnih ocela, koje su karakteristične za ličinke insekata s potpuna transformacija. Ovi ocelli, koji se nazivaju i stabljike, nalaze se na stranama glave na mjestu gdje su složene oči kod odraslih osoba. Njihov je broj različit, pa čak i promjenjiv unutar iste vrste. Neke vrste imaju samo jedno oko na svakoj strani, dok druge imaju šest ili više parova. Kada kukac prijeđe u odraslu dob, lateralni ocelli atrofiraju i zamjenjuju ih složene oči.

Stabljike su raznolike u strukturnim detaljima, ali ih karakterizira prisutnost leće. Gusjenice leptira također imaju kristalni konus i razvijen je samo jedan rabdom, što takvo oko čini sličnim složenom očnom omatidiju. Ali u ličinkama pile, nekih kornjaša i drugih insekata, postoji nekoliko ili čak mnogo rabdoma u oku, a kristalni konus može biti odsutan. To čini takve stabljike sličnima ne ommatidijama, već dorzalnim ocellusima.

Lateralni oceli su inervirani iz vidnih režnjeva mozga i njihova je vizualna funkcija neosporna.

Neki kukci zadržavaju sposobnost reagiranja na svjetlost kada se oči i oceli uklone ili prekriju crnim lakom; dok žohari izbjegavaju svjetlost, kao u normalnom stanju, a gusjenice zadržavaju pozitivnu reakciju i kreću se prema izvoru svjetlosti. Špiljski insekti bez očiju također mogu reagirati na svjetlost. Očito je površina njihova tijela sposobna osjetiti svjetlost i stoga možemo govoriti o fotoosjetljivosti kože.

Opći plan strukture živčanog sustava insekata isti je kao i kod drugih artropoda. Uz slučajeve jake disekcije (supraezofagealne, suboezofagealne, 3 torakalne i 8 trbušnih ganglija) i parne strukture živčanog sustava kod primitivnih insekata, postoje slučajevi ekstremne koncentracije živčanog sustava: cijeli se trbušni lanac može svesti na kontinuirani lanac. ganglijska masa, koja je osobito česta u ličinki i odraslih ličinki u odsutnosti udova i slabom raskomadanju tijela.

U supraezofagealnom gangliju primjetan je razvoj unutarnje strukture protocerebralnog dijela mozga, posebno tijela gljiva, koja tvore 1-2 para tuberkula na stranama srednje linije. Mozak je dobro razvijen, a posebno njegov prednji dio, u kojem se nalaze posebne uparene formacije odgovorne za složene oblike ponašanja.

Među organima predstavljenim brojnim dlačicama, čekinjama, udubljenjima - za koje su prikladni živčani završeci - razni receptori koji percipiraju različite vrste podražaja - mehaničke, kemijske, temperaturne itd., u svojoj vrijednosti prevladavaju osjetilni organi dodira i mirisa. . Organi mehaničkog osjetila uključuju i organe dodira i organe sluha, koji vibracije zraka percipiraju kao zvukove. Organi dodira predstavljeni su na površini tijela insekata čekinjama. Organi kemijskog osjetila – služe za opažanje kemije okoline (okus i miris). Njušni receptori, također u obliku čekinje - ponekad se mijenjaju u tankozidne odvojene izrasline, nesegmentirane prstaste izbočine, tankozidne ravne površine integumenta, najčešće se nalaze na antenama, okus - na organa usnog aparata, ali ponekad i na drugim dijelovima tijela - na primjer kod muha - na terminalnim segmentima nogu. Osjetilo mirisa ima bitna u unutar- i međupopulacijskim odnosima jedinki kukaca.

Uz pomoć složenih složenih očiju, koje se sastoje od sensila, čiji se šesterokutni dijelovi nazivaju fasetama, čine rožnicu iz prozirne kutikule, kukci mogu razlikovati veličine, oblike i boje predmeta. Pčela, na primjer, može vidjeti sve iste boje kao i ljudi, osim crvene, ali i ultraljubičaste boje koje su nevidljive ljudskom oku. jednostavne oči kukci - reagirajući na stupanj osvjetljenja, osiguravaju stabilnost percepcije slike složenim očima, ali nisu u stanju razlikovati boju i oblik.

Kukci nekih redova, čije vrste imaju mužjake sa zvučnim organima - na primjer, orthoptera - imaju timpanalne organe, čija struktura sugerira da su to organi sluha. Kod skakavaca i cvrčaka nalaze se na potkoljenici ispod koljenskog zgloba, kod skakavaca i cvrčaka su sa strane prvog trbušnog segmenta i izvana su predstavljeni udubljenjem (ponekad okruženo naborom pokrova) s tanko rastegnutom opnom. na dnu, na čijoj se unutarnjoj površini ili blizu nje nalazi živčani završetak osebujne strukture; neki drugi insekti imaju krila itd.